[发明专利]一种单光源CARS气体检测装置及方法

权利要求书

1.一种单光源CARS气体检测装置，包括泵浦激光器和充填有纯目标气体的拉曼池，其特征是：泵浦激光器(1)位于光路的一端，在激光器(1)的输出光路上依次放置有聚焦透镜(2)，充填有纯目标气体的拉曼池(3)，分束镜(4)，聚焦透镜(8)，待测气体池或管路，短波通滤波片(10)和探测器(11)，在分束镜(4)一侧的分光路放置有二相色镜(5)，泵浦激光探测器(6)，在二向色镜(5)一侧的分光路上放置有斯托克斯光探测器(7)。

2.根据权利要求1所述的单光源CARS气体检测装置，其特征是：泵浦激光器(1)位于光路的一端，在泵浦激光器(1)的输出光经聚焦透镜(2)聚焦,从拉曼池(3)的入光窗口注入充填有纯目标气体的拉曼池(3)中，由拉曼池(3)出光窗口输出的光经分束镜(4)透射、聚焦透镜(8)聚焦，从待测气体池一侧的入光窗口注入待测气体池中，从待测气体池或管路另一侧的出光窗口输出的光经短波通滤波片(10)照射到探测器(11)上；由分束镜(4)反射的光经二相色镜(5)透射后照射到泵浦激光探测器(6)上，二相色镜(5)反射的光照射到斯托克斯光探测器(7)。

3.一种采用权利要求1所述装置进行CARS气体检测的方法，其特征是：

于拉曼池(3)中充填纯目标气体，于待测气体池或管路充填待测气体进行检测；探测器(11)采集的CARS信号光强度为I，二相色镜(5)对泵浦激光高透，对斯托克斯光高反，泵浦激光探测器(6)采集的泵浦光强为Ip，斯托克斯光探测器(7)采集的斯托克斯光光强为Is；

探测器(11)采集的CARS信号光强度为I，C为待测气体池中目标气体的单位体积的摩尔量，I与I_p，I_s，和C之间的关系为I＝K×I_p²×I_s×C²；

其中K为仪器函数，是于待测气体池中充填标准单位体积摩尔量的目标气体时测定获得。

4.按照权利要求3所述进行CARS气体检测的方法，其特征是：

拉曼池内充的气体须与待测气体中的待检目标气体一致，但拉曼池内压力较大，在1.5MPa-10MPa之间，依据待测气体的拉曼活性不同有所变化，在该拉曼池中产生的斯托克斯光波长可精确满足CARS探测要求。